第三章 空间数据处理课件.ppt

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1、地理信息系统原理测绘工程教研室:夏小裕第三章空间数据的处理第一节空间数据的坐标变换第二节空间数据结构的转换第三节多源空间数据的融合第四节空间数据的压缩与重分类第五节空间数据的内插方法第六节空间拓扑关系的编辑第一节:空间数据的变换几何纠正地图投影及其转换1、地图投影的基本原理2、地图投影的类型3、地理信息系统常用的地图投影4、地图投影转换第一节:空间数据的变换一、图幅数据的坐标变换1、比例尺变换:乘系数2、变形误差改正:通过控制点利用高次变换、二次变换和仿射变换加以改正3、坐标旋转和平移即数字化坐

2、标变换,利用仿射变换改正。4、投影变换:三种方法。第一节空间数据的坐标转换几何纠正几何纠正是指对数字化原图数据进行的坐标系转换和图纸变形误差的改正,以实现与理论值的一一对应关系;几何纠正的方法包括仿射变换、相似变换、二次变换和高次变换等。第一节:空间数据的变换二、几何纠正1、高次变换解算待定系数需要有3对以上控制点的坐标和理论值。2、二次变换当不考虑高次变换方程中的A和B时,则变成二次曲线方程,称为二次变换。解算待定系数需要5对控制点的坐标及其理论值。第一节:空间数据的变换3、仿射变换实质是两坐

3、标系间的旋转变换。公式见书本70页,3-2特性:1)直线变换后仍为直线2)·平行线变换后仍为平行线3)不同方向上的长度比发生变化。求解上式中的6个未知数,需不在一直线上的3对已知控制点,由于误差,需多余观测,所以,用于图幅定向至少需要四对控制点。第一节空间数据的坐标转换仿射变换举例投影转换投影转换是指当系统使用来自不同地图投影的图形数据时,需要将该投影的数据转换为所需要投影的坐标数据;投影转换的方法包括正解变换、反解变换和数值变换等。第一节空间数据的坐标转换第一节空间数据的坐标转换地图投影

4、转换等面积伪圆锥投影第一节空间数据的坐标转换斜轴等面积方位投影第二节空间数据结构的转换矢量与栅格数据结构的比较优  点缺  点矢量数据结构1.便于面向现象(土壤类、土地利用单元等); 2.数据结构紧凑、冗余度低; 3.有利于网络分析; 4.图形显示质量好、精度高。1.数据结构复杂; 2.软件与硬件的技术要求比较高; 3.多边形叠合等分析比较困难; 4.显示与绘图成本比较高。栅格数据结构1.数据结构简单; 2.空间分析和地理现象的模拟均比较容易; 3.有利于与遥感数据的匹配应用和分析; 4.输出方

5、法快速,成本比较低廉。1.图形数据量大; 2.投影转换比较困难; 3.栅格地图的图形质量相对较低; 4.现象识别的效果不如矢量方法。5、拓扑关系难以表达6、图形精度不如矢量数据第二节空间数据结构的转换由矢量向栅格的转换当数据采集采用矢量数据,而空间分析采用栅格数据时,需要将矢量数据转换为栅格数据;由矢量数据向栅格数据的转换方法,根据原数据文件的不同,可以分别应用:基于弧段数据的栅格化方法;基于多边形数据的栅格化方法。第二节:空间数据结构转换一、矢量向栅格转换点:简单的坐标变换线:线的栅格化面:线

6、的栅格化+面填充(一)线的栅格化1、DDA法(数字微分分析法)2、Bresenham算法(二)面(多边形)的填充方法1、内部点扩散法(种子扩散法)2、包含检验法3、边填充算法第二节:空间数据结构转换一、矢量向栅格转换1、点的栅格化:P81,公式3-122、线的栅格化:P823、面的栅格化:基于弧段数据的栅格化方法;基于多边形数据的栅格化;P83第二节:空间数据结构转换二、栅格向矢量转换从栅格单元转换为几何图形的过程为矢量化;(一)要求(矢量化过程应保持):1) 栅到矢转换为拓扑转换,即保持

7、实体原有的连通性、邻接性等;2) 转换实体保持正确的外形由栅格向矢量的转换当由栅格数据分析的结果通过矢量绘图机输出,或者将栅格数据加入矢量数据库时,都需要将栅格数据转换为矢量数据;由栅格数据向矢量数据的转换,根据图像数据文件和再生栅格数据文件的不同,可以分别采用:基于图像数据的矢量化方法;基于再生栅格数据的矢量化方法。栅格矢量化举例(栅格数据)栅格矢量化得到的弧段数据弧段数据自动生成多边形第二节:空间数据结构转换二、栅格向矢量转换(二)方法方法一:实际应用中大多数采用人工矢量化法,如扫描矢量化。

8、方法二:程序转化转换(全自动或半自动)过程为:第三节多源空间数据的融合遥感与GIS数据的融合遥感图像与数字地图数据的融合;遥感图像与DEM数据的融合;遥感图像与地图扫描数据的融合。不同格式数据的融合基于转换器的数据融合;基于数据标准的数据融合;基于公共接口的数据融合;基于直接访问的数据融合。第四节空间数据的压缩与综合空间数据的压缩空间数据的压缩,即从所取得的数据集合S中抽出一个子集A,这个子集作为一个新的信息源,在规定的程度范围内最好地逼近原集合,而且具有最大的压缩比a式中:m为曲线经压缩后的点

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